我们每个人都是“拼图人”：一个人体内不同细胞间竟存在巨大基因差异

在一项技术突破中，研究人员对一名74岁男性的100多个单个细胞进行了全基因组测序。结果揭示了细胞内部的遗传混乱：有的细胞多了一条染色体臂，有的缺失了一段染色体，还有一些较小的DNA片段发生了改变、缺失或重复。在其中几个细胞中，Y染色体甚至完全丢失了。
“有些细胞的情况非常糟糕，”哈佛大学医学院（位于马萨诸塞州波士顿）的生物信息学研究者、该研究的作者乔·卢克特说。
这项研究结果于本月早些时候发布在预印本服务器bioRxiv上（尚未经过同行评审），全面描绘了一个人体内存在的遗传变异情况。这幅“肖像”仅仅是个开始：该研究是一个耗资1.4亿美元的联盟项目的试点，该联盟计划利用150名捐赠者的细胞，对来自身体19个部位的细胞中的突变进行分类编目。
日本大阪府吹田市国家脑心血管中心研究心血管系统嵌合现象的三野聪一表示，由此产生的目录将为研究人员提供宝贵工具，用于研究同一个体不同细胞间的遗传变异现象——即嵌合现象——对健康以及癌症等疾病的影响。“我相信这个领域将迅速发展。”他说。
一生的突变
人们在一生中会不断积累DNA的改变，无论是DNA复制和修复过程中出现的错误，还是暴露于紫外线、烟草烟雾等损伤DNA的环境因素，都会导致这种改变。
随着DNA测序技术的进步，研究人员对嵌合现象的普遍性及其对健康的影响有了更清晰的认识。例如，某些细胞中DNA突变的积累可能导致癌症，而血细胞中Y染色体的丢失与心血管疾病风险增加以及致命性心脏病发作有关。
波士顿儿童医院的神经学家戴安·邵（她曾研究发育中大脑的嵌合现象）指出，但要对这些差异进行分类编目，或确定它们在生命中何时出现，并非易事。大多数基因组测序是通过从多个细胞中分离DNA并进行批量测序来完成的，这使得很难检测到仅存在于一个或少数几个细胞中的DNA变异。尽管单细胞基因组分析方法越来越先进，但这些技术往往侧重于对RNA分子进行测序——每个细胞中可能存在许多RNA拷贝。她说，对单个细胞的DNA进行测序则更具挑战性，因为每个细胞只有两套基因组可供研究。